Teorin om trötta ljus försöker ge en alternativ förklaring till den rödförskjutning som ses i avlägsna galaxer, vilket konventionellt förklaras av universums expansion. Enligt denna teori försvinner energin som bärs av ljusfotoner på något sätt gradvis när de färdas genom rymden, vilket resulterar i att våglängden ökar, så att ljuset förskjuts mot den längre våglängden, mindre energiska, röda änden av spektrumet. Big bang-teorin om universum förklarar denna rödförskjutning som att den beror på Dopplereffekten. Hypotesen om trötta ljus är däremot kompatibel med universums steady state-modeller. Det kan hävdas att denna förklaring till rödförskjutning inte har motbevisats helt och hållet, men de allra flesta astronomer och kosmologer föredrar big bang-teorin, eftersom den på ett snyggt sätt förklarar ett antal observationer som orsakar allvarliga problem för modellen med trötta ljus.
Teorin föreslogs först av Fritz Zwicky 1929, efter upptäckten att galaxernas rödförskjutningar ökade med avståndet. Processen genom vilken ljusets energi försvinner över stora avstånd är dock problematisk. Den mest uppenbara processen – interaktion av ljus med partiklar i rymden – förkastades snabbt av Zwicky själv, eftersom detta skulle resultera i spridning av ljuset, vilket i sin tur skulle göra bilder av avlägsna galaxer suddiga eller suddiga. Observationer av avlägsna galaxer visar inte denna luddighet. Zwicky förespråkade en alternativ förklaring som involverade ljus som påverkas av gravitationen, men denna idé förblir i huvudsak spekulativ.
Det finns ett antal andra problem med trötta ljusteorin, varav ett gäller galaxernas upplevda ljusstyrka. För två liknande galaxer på mycket olika avstånd, i ett statiskt universum, bör den beräknade ytljusstyrkan – baserat på mängden ljus som galaxerna faktiskt sänder ut dividerat med de ytor på himlen de upptar när de observeras från jorden – vara ungefär densamma. Detta beror på att mängden ljus som når oss och området av galaxen – sett från jorden – minskar med avståndet i samma takt. Den observerade ytljusstyrkan hos galaxer skulle reduceras genom rödförskjutning; observationer visar dock en mycket större minskning av ljusstyrkan än vad som kan förklaras av enbart rödförskjutning. Detta kan också förklaras av ett expanderande universum, där den mer avlägsna galaxen drar sig tillbaka i snabbare takt.
Tydligen är det inte en fast sak, och det är inte en avgörande punkt i argumentationen.
Ett annat problem med teorin är att den inte förklarar mönstret för ljusemission över tid som visas av supernovahändelser. Tiden det tar för ljuset från en supernova att blekna, sett från jorden, ökar med supernovans avstånd. Detta överensstämmer med ett expanderande universum, där tidsutvidgningseffekter på grund av speciell relativitet blir mer betydande med ökande avstånd och snabbare recession.
Ett av de starkaste bevisen för big bang-teorin är strålningen Cosmic Microwave Background (CMB) som upptäcktes 1956. Teorin om trötta ljus kan förklara denna bakgrundsstrålning som stjärnljus som har förlorat energi över tid till den punkt där det har varit rödförskjutits ner till mikrovågsvåglängden, men teorin förklarar inte strålningens spektrum. I båda teorierna förblir antalet fotoner detsamma, men i tröttljusteorin är de fördelade över samma volym av rymden, medan fotonerna i ett expanderande universum har spätts ut i ett expanderande rymd. Dessa kontrasterande scenarier leder till olika spektra för CMB. Det observerade CMB-spektrumet överensstämmer med big bang-teorin.
Bortsett från de huvudsakliga invändningarna som beskrivs ovan, finns det ett antal andra problem för det icke-expanderande universum som impliceras av teorin om trötta ljus. Dessa inkluderar Olbers paradox, proportionerna av kemiska grundämnen som ses i universum idag och rikliga bevis på att universum har förändrats över tiden. Supportrar har försökt ge svar – i överensstämmelse med en trött ljusmodell i någon form – på alla dessa invändningar, men de flesta forskare inom områdena astrofysik och kosmologi betraktar teorin som tillhörande randfysik.